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如何将意大利面完折成两段?
来源:天纵检测 | 作者:SKYLABS | 发布时间: 2017天前 | 2268 次浏览 | 分享到:

如果恰好你手边有一包意大利面,你可以尝试做下面这个实验:拿出一根意大利面,两手捏住意大利面的两端,弯折直到它断裂,看看可以折成几段?如果是三段或者四段,那就再拿出一根试试,看是否能将它折成两段?如果你无法将它弯折成两段的话,恭喜你,在这方面,你跟著名的物理学家,诺贝尔奖得主费曼拥有了同样的经历。


费曼曾经在大晚上,不干别的,专门折意大利面,在折意大利面的时候,它们总是会变成三段。为什么会变成三段?他提出了一些疯狂的理论。然后,他想了一些实验方法,比如在水下折意面,因为这样他认为这样可以抑制震动但是好像鬼用没有。

2005年,法国的物理学家找到了一个理论,用来描述意大利面,或者说任何细长的条状物体弯折时,究竟发生了什么。他们发现,当这个条状物体从两端均匀弯折的时候,它会在接近中间的部分断裂。这个初始的断裂会引发一种“回弹”效应以及一种弯曲波或者震动,进一步破坏了这一物体,使其进一步断裂。这就是为什么在折意大利面时,它总是被分裂为三段或者更多,而偏偏无法被分成两段。

近日麻省理工学院的数学家们,打算进一步解开谜题。他们在《美国国家科学院院刊》上发表文章,提出了能够将意大利面折成两段的方法,而其中的关键是——扭曲。

他们发现,如果首先将意大利面扭曲接近360度,然后缓慢弯折,它就可以断裂成两段。在他们使用的两种直径略有不同的意大利面上,结论都是一致的。

在实验进行的过程中,研究人员又开发了一种数学模型,用以解释扭曲到什么程度才能将意大利面折成两半。他们总结了过去法国科学家的理论,并将“扭曲”的要素加入进去,看扭曲如何影响意大利面弯曲时力和波的传导。通过数学模型,可以发现,如果一根10英寸(合25.4厘米)长的意大利面首先被扭曲270度,然后再弯折,它将断裂成两段,有两种效应可以对此做以解释。一种效应是回弹效应”(snap-back effect),由于扭曲的作用,弯折时向反方向回弹的作用降低了;另一种效应是反扭转效应”(twist-back effect),当扭转时,意大利面希望回到原先拉直的状态,这释放了一部分的能量,阻止了进一步的断裂。

当弯折意大利面时,回弹效应使得意大利面往复震动,产生了一种弯曲波;而扭转也会产生一种“扭转波”。“扭转波”比“回弹波”的传播速度快,耗散了能量,从而不会发生可能导致后续断裂的应力累积。

这个“无聊”实验和理论模型解释了意大利面断裂的规律,那么对于其他面食呢?天纵君(SKYLABS)也试验了一下中式挂面,发现相对很容易就可以将其折为两段,材料不同看来其也是有不同的规律的。